DÉTERMINER L'INCERTITUDE
ASSOCIÉE À LA PENTE D'UN GRAPHIQUE Cette
page explique les différentes opérations à effectuer dans EXCEL pour
déterminer l'incertitude absolue sur la pente d'un graphique. Par deux
exemples, les différentes étapes nécessaires seront expliquées.
EXEMPLE A : Incertitudes en
ordonnée seulement
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1.
À partir du tableau
ci-contre, le graphique suivant a été tracé par Excel. Il s'agit du
graphique de la vitesse en fonction du temps d'une bille d'acier en
chute libre. Les colonnes A et C ont été sélectionnées. Dans le
but d'ajouter des données au graphique pour tracer les droites de
pentes maximale et minimale, les colonnes sélectionnées auront
toujours une étendue qui correspond aux temps (coordonnées en
abscisse) compris de 0 à 15 soixantièmes de seconde.
Une courbe de tendance a été tracée
et l'équation de la droite a été affichée.
L'incertitude absolue en ordonnée a
été ajoutée (± 10 cm/s). Le motif par défaut d'EXCEL a été
utilisé pour les barres d'incertitude.
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Il faut maintenant déterminer les
coordonnées des point situés sur la droite tracée par EXCEL qui
serviront aux calculs des pentes maximal et minimal
possibles. Ces deux points sont choisis légèrement à l'extérieur
du domaine expérimental étudié. Comme ce domaine s'étend de t
= 1 à t = 14 soixantièmes de seconde, les points servant aux
calculs des pentes extrêmes seront sur la droite à t = 0 et t
= 15 soixantièmes de secondes. En utilisant l'équation de la droite,
ces points sont les suivants : 66 cm/s à t = 0
(l'ordonnée à l'origine) et 308 cm/s à t
= 15 soixantièmes de seconde.
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2.
Nous devons associer à ces
deux points situés sur la droite, la même incertitude absolue que le
point expérimental le plus proche.
3.
Dans le tableau ci-contre, des colonnes ont été ajoutées pour
indiquer à EXCEL les séries de données à ajouter au graphique
précédent. Pour tracer les droites de pentes extrêmes, les points
76 et 298 cm/s serviront pour tracer la droite de pente minimale et
les points 56 et 319 cm/s serviront pour tracer la droite de pente
maximale. |
4. En ajoutant
successivement les données des colonnes D et F au graphique précédent,
nous obtenons le graphique final suivant :
Les
trois équations affichées sur le graphique permettent d’écrire que la
pente du graphique est (970
± 80) m/s2
EXEMPLE B : Incertitudes
en ordonnée et en abscisse
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1.
À partir du tableau ci-contre, le graphique suivant a été tracé
par EXCEL. Il s'agit du graphique de t -2 en fonction de la
masse m. Les colonnes C et F ont été sélectionnées. Notez que
l'incertitude en abscisse est constante ( ± 20 g), et que
l'incertitude en ordonnée varie d'un résultat à l'autre dans la
colonne H.
Une courbe de tendance a été tracée
et l'équation de la droite a été affichée. Les
coordonnées des points situés sur la droite tracée par EXCEL qui
serviront aux calculs pour déterminer les valeurs des pentes maximale et minimale
possibles seront les valeurs situées à 250 et 750 g en abscisse. |
Les coordonnées en ordonnée
sont calculées en utilisant l'équation de la droite tracée par Excel.
Pour m = 250 g, t -2 = 6,77 X 10-3
s-2 et pour m = 750 g, t -2 = 18,12 X 10-3
s-2. Puisque ce sont des résultats provenant d'un calcul et non
des résultats expérimentaux, il est important de ne pas trop arrondir ces
derniers.
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2.
Nous devons associer à ces
deux points situés sur la droite, la même incertitude absolue que le
point expérimental le plus proche. Remarquez qu'il faut tenir compte
de l'incertitude en abscisse.
3.
Dans le tableau ci-contre, des colonnes ont été ajoutées pour
indiquer à EXCEL les séries de données à ajouter au graphique
précédent.
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4. En ajoutant
successivement les données des colonnes associées aux pentes extrêmes au graphique précédent,
nous obtenons le graphique final suivant :
Les
trois équations affichées sur le graphique permettent d’écrire que la
pente du graphique est
(0,023 ± 0,003) X 10-3 s-2 g-1
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